RU2577203C1 - Frequency demodulator at misaligned circuits - Google Patents
Frequency demodulator at misaligned circuits Download PDFInfo
- Publication number
- RU2577203C1 RU2577203C1 RU2014140845/08A RU2014140845A RU2577203C1 RU 2577203 C1 RU2577203 C1 RU 2577203C1 RU 2014140845/08 A RU2014140845/08 A RU 2014140845/08A RU 2014140845 A RU2014140845 A RU 2014140845A RU 2577203 C1 RU2577203 C1 RU 2577203C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- circuits
- diodes
- amplitude
- frequency
- transformer
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Superheterodyne Receivers (AREA)
- Noise Elimination (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области приема радиосигналов.The invention relates to the field of reception of radio signals.
Известны частотные демодуляторы на расстроенных контурах, описанные в различных источниках, в том числе в:Known frequency demodulators on upset circuits described in various sources, including in:
1. Радиоприемные устройства / Под редакцией проф. Н.Н. Фомина. - М.: Радио и связь, 1996 г. - С. 329-336.1. Radio receivers / Edited by prof. N.N. Fomina. - M .: Radio and communications, 1996 - S. 329-336.
2. Кантор Л.Я. и Дорофеев В.М. Помехоустойчивость приема ЧМ сигналов. - М.: Связь, 1977. - С. 43.2. Cantor L.Ya. and Dorofeev V.M. Immunity to receiving FM signals. - M .: Communication, 1977 .-- S. 43.
3. Горелов Г.В., Волков А.А. Шелухин В.И. Каналообразующие устройства ЖД телемеханики и связи. - М.: Транспорт, 1994 г. - С. 127, 128, 135-137.3. Gorelov G.V., Volkov A.A. Shelukhin V.I. Channel-forming devices of railway telemechanics and communications. - M.: Transport, 1994 .-- S. 127, 128, 135-137.
По технической сущности наиболее близким к данному изобретению является стандартный частотный демодулятор, описанный в первом источнике, который по этой причине и принимается за его прототип. В остальных источниках описаны его аналоги.By technical nature, the closest to this invention is the standard frequency demodulator described in the first source, which for this reason is taken as its prototype. Other sources describe its analogues.
Любой стандартный частотный демодулятор (СЧД), в том числе и прототип, в отличие от следящих состоит из последнего каскада усилителя промежуточной частоты (УПЧ), преобразователя частотно-модулированного (ЧМ) сигнала в амплитудно-частотномодулированный (АЧМ) сигнал и амплитудного некогерентного диодного детектора по огибающей АЧМ сигнала.Any standard frequency demodulator (SSD), including the prototype, unlike the followers, consists of the last stage of an intermediate frequency amplifier (IFA), a converter of a frequency-modulated (FM) signal to an amplitude-frequency modulated (AFM) signal and an amplitude incoherent diode detector on the envelope of the HFM signal.
В прототипе преобразователем ЧМ в АЧМ являются два параллельных LC-контура, трансформаторно связанных нагрузкой УПЧ, симметрично расстроенных относительно промежуточной частоты и противофазных между собой. К каждому расстроенному контуру параллельно подключен амплитудный детектор, состоящий из последовательно включенных диода и фильтра нижних частот (ФНЧ) в виде резистора R, зашунтированного конденсатором С. Эти RC-цепочки обоих детекторов соединены последовательно и непосредственно между собой, а точка второй из них, соединенная с вторым диодом, заземлена. Выходом частотного демодулятора является точка первого резистора, соединенная с первым диодом.In the prototype, the inverter for the FM in the AFM is two parallel LC circuits transformer coupled by the load of the inverter, symmetrically upset relative to the intermediate frequency and out of phase with each other. An amplitude detector consisting of a series-connected diode and a low-pass filter (LPF) in the form of a resistor R shunted by a capacitor C is connected in parallel to each detuned circuit. These RC chains of both detectors are connected in series and directly to each other, and the point of the second one, connected with a second diode, grounded. The output of the frequency demodulator is the point of the first resistor connected to the first diode.
В прототипе входной ЧМ сигнал преобразуется в расстроенных контурах в АЧМ сигнал, который детектируется не когерентно, а по огибающей с помощью диодного последовательного детектора.In the prototype, the input FM signal is converted in detuned circuits into an AFM signal, which is detected not coherently, but by the envelope using a diode serial detector.
Основным недостатком прототипа является сравнительно низкая помехоустойчивость приема радиосигналов, определяемая некогерентным детектированием сигнала АЧМ (по огибающей), имеющим не минимальные нелинейные искажение и не наилучшую фильтрацию высокочастотных составляющих.The main disadvantage of the prototype is the relatively low noise immunity of receiving radio signals, determined by incoherent detection of the AFM signal (along the envelope), which has not minimal non-linear distortion and not the best filtering of high-frequency components.
Техническим результатом изобретения является повышение в 2 раза помехоустойчивости приема радиосигналов с ЧМ и увеличение качества радиосвязи.The technical result of the invention is to increase by 2 times the noise immunity of receiving radio signals with FM and increasing the quality of radio communications.
Сущность изобретения состоит в том, что в частотный демодулятор на расстроенных контурах, состоящий из последнего каскада УПЧ приемника, двух параллельных колебательных LC-контурах первого рода, расстроенных симметрично относительно промежуточной частоты и противофазных между собой, двух амплитудных детекторов, каждый из которых подключен параллельно своему контуру и состоит из последовательно включенных диода и ФНЧ в виде резистора R, зашунтированного конденсатором С, причем эти RC-цепи обоих детекторов соединены между собой последовательно концами, к которым не подключены диоды, и накоротко, а вторая RC-цепь в точке соединения с вторым диодом, включенным встречно первому, заземлена, дополнительно введены трансформатор, два диода и изменена связь путем отключения точки соединения обоих контуров от точки соединения RC-цепей и между этими точками включена вторичная обмотка трансформатора, подключенного ко входу УПЧ, два диода включены последовательно и согласно в кольце с двумя диодами детекторов, образуя кольцевой перемножитель сигналов и в целом - когерентный детектор ЧМ сигналов.The essence of the invention lies in the fact that in the frequency demodulator on the detuned circuits, consisting of the last stage of the IF amplifier receiver, two parallel oscillatory LC circuits of the first kind, disordered symmetrically with respect to the intermediate frequency and out of phase with each other, two amplitude detectors, each of which is connected in parallel with its circuit and consists of a series-connected diode and low-pass filter in the form of a resistor R, shunted by capacitor C, and these RC circuits of both detectors are interconnected by at the ends, to which the diodes are not connected, and shortly, and the second RC circuit at the point of connection with the second diode connected opposite to the first is grounded, a transformer, two diodes are additionally introduced and the connection is changed by disconnecting the connection point of both circuits from the RC- connection point circuits and between these points the secondary winding of the transformer connected to the input of the drive is turned on, two diodes are connected in series and in accordance with the ring with two diodes of the detectors, forming a ring signal multiplier and, in general, a coherent detector FM signals.
Существенным отличием изобретения являются дополнительно введенные элементы (трансформатор и два диода) и новые связи.A significant difference of the invention are additionally introduced elements (a transformer and two diodes) and new communications.
Изобретение иллюстрируется чертежами.The invention is illustrated by drawings.
На фиг. 1 представлена структурная схема частотного демодулятора, согласно которой любой стандартный частотный демодулятор (СЧД) по огибающей может быть преобразован в такой когерентный демодулятор. На нем обозначено: 1 - УПЧ, 2 - преобразователь ЧМ в АЧМ, 3 - перемножитель сигналов, 4 - ФНЧ. На фиг. 2 представлена принципиальная схема когерентного частотного демодулятора на расстроенных контурах, а на фиг. 3 - амплитудно-частотные (АЧХ) и временные диаграммы, поясняющие его работу. На фиг. 2 последний каскад УПЧ выполнен на транзисторе VT, в базовую цепь которого включен введенный трансформатор ТР. Нагрузочный контур УПЧ в коллекторной цепи транзистора трансформаторно связан с расстроенными контурами L1C1 и L2C2, к выходам которых подключен кольцевой диодный перемножитель сигналов с ФНЧ в виде двух RC-цепочек. К точке соединения контуров одним концом подключена вторичная обмотка входного трансформатора УПЧ, а другим концом - к точке соединения RC-цепей. В этом случае кольцевой диодный перемножитель с ФНЧ является когерентным детектором, исключающим на своем выходе квадратурную составляющую помехи, отчего мощность помех уменьшается в 2 раза. Кроме того, такой когерентный детектор обладает минимумом нелинейных искажений и наилучшей фильтрацией высокочастотной составляющей.In FIG. 1 is a structural diagram of a frequency demodulator, according to which any standard frequency demodulator (RED) in an envelope can be converted into such a coherent demodulator. It is indicated on it: 1 - UPCH, 2 - FM to AFM converter, 3 - signal multiplier, 4 - low-pass filter. In FIG. 2 is a schematic diagram of a coherent frequency demodulator on detuned circuits, and FIG. 3 - amplitude-frequency (AFC) and timing diagrams explaining its operation. In FIG. 2, the last stage of the converter is made on a transistor VT, in the base circuit of which an inserted transformer TP is included. The load circuit of the inverter in the collector circuit of the transistor is transformer connected to the detuned circuits L 1 C 1 and L 2 C 2 , the outputs of which are connected to a ring diode multiplier of signals from the low-pass filter in the form of two RC chains. The secondary winding of the input transformer of the converter is connected at one end to the connection point of the circuits, and the connection point of the RC circuits is connected at the other end. In this case, the ring diode multiplier with a low-pass filter is a coherent detector, eliminating the quadrature component of the noise at its output, which reduces the interference power by a factor of 2. In addition, such a coherent detector has a minimum of non-linear distortion and the best filtering of the high-frequency component.
Работа схемы происходит следующим образом.The operation of the circuit is as follows.
Частотно-модулированный (ЧМ) сигнал uЧM(t)=UMcos[ωпрt+msinΩt] постоянной амплитудой UM и с индексом ЧМ m поступает на вход УПЧ приемника (фиг 1, 2) и с его выходного LC-контура трансформаторно поступает в контуры L1C1 и L2C2, расстроенные симметрично относительно промежуточной частоты ωпр и противофазно между собой, как показано на фиг. 3а. Видно, что входной ЧМ сигнал с помощью результирующей АЧХ обоих контуров преобразуется в амплитудно-частотно-модулируемый (АЧМ) сигнал (фиг 3б) uAЧM(t)=UM[1+MsinΩt]cos[ωпрt+msinΩt], где M - глубина AM, который поступает на информационный вход кольцевого диодного перемножителя. На его опорный вход подается ЧМ колебание со вторичной обмотки трансформатора, включенного в базу транзистора УПЧ. Поэтому на выходе кольцевого перемножителя имеет место колебание un(t)=uАЧМ(t)·uЧМ(t)=Um[1+MsinΩt]cos[ωпрt+msinΩt]cos[ωпрt+msinΩt]=Um[1+MsinΩt]·0,5(1+cos2(ωпрt+msinΩt))=0,5Um+0,5MUmsinΩt+в.ч.The frequency-modulated (FM) signal u FM (t) = U M cos [ω pr t + msinΩt] with a constant amplitude U M and with the FM index m goes to the input of the IF amplifier of the receiver (FIGS. 1, 2) and from its output LC circuit transformer enters the circuits L 1 C 1 and L 2 C 2 , disordered symmetrically with respect to the intermediate frequency ω ol and out of phase with each other, as shown in FIG. 3a. It can be seen that the input FM signal using the resulting frequency response of both loops is converted into an amplitude-frequency-modulated (AFM) signal (Fig. 3b) u AМM (t) = U M [1 + MsinΩt] cos [ω pr t + msinΩt], where M is the depth AM, which is fed to the information input of the ring diode multiplier. At its reference input, FM oscillation is supplied from the secondary winding of the transformer included in the base of the IF amplifier transistor. Therefore, at the output of the ring multiplier, there is an oscillation u n (t) = u AFM (t) · u FM (t) = U m [1 + MsinΩt] cos [ω pr t + msinΩt] cos [ω pr t + msinΩt] = U m [1 + MsinΩt] · 0.5 (1 + cos2 (ω pr t + msinΩt)) = 0.5U m + 0.5MU m sinΩt + h
ФНЧ, состоящий из двух RC-цепочек, не пропускает на свой выход высокочастотные (в.ч.) составляющие, а выходной конденсатор С не пропускает постоянную составляющую 0,5 Um. Поэтому на выходе демодулятора будет только переданный сигнал b(t)=UΩsinΩt, где UΩ=0,5MUm.The low-pass filter, consisting of two RC circuits, does not pass high-frequency (including) components to its output, and the output capacitor C does not pass a constant component of 0.5 U m . Therefore, at the output of the demodulator there will be only the transmitted signal b (t) = U Ω sin Ω t, where U Ω = 0.5MU m .
Технико-экономическим эффектом ПМ является повышение помехоустойчивости радиосвязи в 2 раза, так как введенный когерентный детектор устраняет квадратурную составляющую помехи, уменьшая мощность помехи в среднем 2 раза.The technical and economic effect of PM is to increase the noise immunity of radio communications by a factor of 2, since the introduced coherent detector eliminates the quadrature component of the interference, reducing the interference power by an average of 2 times.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014140845/08A RU2577203C1 (en) | 2014-10-10 | 2014-10-10 | Frequency demodulator at misaligned circuits |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014140845/08A RU2577203C1 (en) | 2014-10-10 | 2014-10-10 | Frequency demodulator at misaligned circuits |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2577203C1 true RU2577203C1 (en) | 2016-03-10 |
Family
ID=55654441
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2014140845/08A RU2577203C1 (en) | 2014-10-10 | 2014-10-10 | Frequency demodulator at misaligned circuits |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2577203C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2711470C1 (en) * | 2018-11-26 | 2020-01-17 | Публичное акционерное общество Арзамасское научно-производственное предприятие "ТЕМП-АВИА" | Phase-sensitive amplitude demodulator |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2522039C1 (en) * | 2012-12-17 | 2014-07-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный технический университет" | Digital demodulator for frequency-modulated signals |
-
2014
- 2014-10-10 RU RU2014140845/08A patent/RU2577203C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2522039C1 (en) * | 2012-12-17 | 2014-07-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Воронежский государственный технический университет" | Digital demodulator for frequency-modulated signals |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2711470C1 (en) * | 2018-11-26 | 2020-01-17 | Публичное акционерное общество Арзамасское научно-производственное предприятие "ТЕМП-АВИА" | Phase-sensitive amplitude demodulator |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US2113214A (en) | Method of frequency or phase modulation | |
| US2354827A (en) | Frequency control | |
| JP2016512932A5 (en) | ||
| JPH07154287A (en) | Direct conversion receiver | |
| CN110350634B (en) | Wireless charging receiver double-decoding circuit and wireless charging receiver using same | |
| RU2016132119A (en) | DECODING A COMBINED AMPLITUDE-MODULATED AND FREQUENCY-MODULATED SIGNAL | |
| RU2577203C1 (en) | Frequency demodulator at misaligned circuits | |
| RU150153U1 (en) | FREQUENCY-MODULATED OSCILLATIONS DETECTOR | |
| JP6769961B2 (en) | AM demodulation | |
| US2784311A (en) | Suppressed-carrier reception | |
| RU2611987C1 (en) | Detector of frequency-modulated oscillations | |
| US2103878A (en) | Selective radio receiving system | |
| US2138341A (en) | Frequency or phase modulation receiver | |
| Crosby | Communication by phase modulation | |
| Woodyard | Application of the autosynchronized oscillator to frequency demodulation | |
| RU2707729C1 (en) | Quadrature amplitude shift keying signal reception device | |
| RU124461U1 (en) | Coherent Signal Detector with 180 ° Phase Manipulation | |
| US2351192A (en) | Frequency modulation receiver | |
| JP3220369U (en) | Frequency shift keying modulation and demodulation structure in communication transceiver | |
| US20220052642A1 (en) | Synchronous modulation system using amplitude modulation | |
| US2158276A (en) | Receiver for amplitude or phase modulated waves | |
| RU2745852C1 (en) | Signal detector with 180 ° absolute phase manipulation | |
| GB596519A (en) | Improvements in detector circuits for angle-modulated oscillations | |
| GB1178614A (en) | Apparatus for use in Identifying an Object | |
| JP2006148627A (en) | Demodulator of frequency modulation signal and demodulation method of frequency modulation signal |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20171011 |